“交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃”課程的研究型教學(xué)探索

王晨嵐

（北京航空航天大學(xué) 經(jīng)濟管理學(xué)院，北京 100191）

提高課堂教學(xué)質(zhì)量是提高教育質(zhì)量、培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的關(guān)鍵，而傳統(tǒng)的教師單向傳授的教學(xué)方式限制了學(xué)生的創(chuàng)造性思維和獨立思考能力。研究型教學(xué)等新型教學(xué)模式的引進有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，通過探究的過程激發(fā)學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)積極性，并最終提升學(xué)習(xí)效果和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。研究型教學(xué)的主旨是“授人以漁”，強調(diào)“以學(xué)生為中心”，教師扮演啟發(fā)、引導(dǎo)和評價的角色，采用討論式、啟發(fā)式教學(xué)和基于問題的教學(xué)方式來激勵學(xué)生主動學(xué)習(xí)。學(xué)生由被動的接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥奶剿髡?，在學(xué)習(xí)過程中能夠得到多方面能力的培養(yǎng)，包括分析能力、團隊合作精神、溝通能力，以及批判性與創(chuàng)新性思維能力?！敖煌ňW(wǎng)絡(luò)規(guī)劃”課程既有科學(xué)性又有應(yīng)用性，本文將以該課程為例，探討研究型教學(xué)改革，以及學(xué)生創(chuàng)新和實踐能力的培養(yǎng)。

一、課程特點

“交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃”為我校工程管理本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課程，課程總計40學(xué)時，系統(tǒng)地講授了城市交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的基本理論和方法，具有一定的理論性和實踐性。課程的主要內(nèi)容包括交通調(diào)查、交通發(fā)生和吸引、交通分布、交通方式分擔(dān)、非集計模型、交通分配及其擴展模型、規(guī)劃方案評價和理論模型的應(yīng)用等。通過課程學(xué)習(xí)，學(xué)生可以了解和掌握交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的基本概念、分析思路，以及常用的理論和方法，具備熟練運用專業(yè)知識分析和解決交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃實際問題的能力，能夠利用統(tǒng)計學(xué)和數(shù)學(xué)優(yōu)化工具對實際交通問題開展調(diào)研及建模，培養(yǎng)學(xué)生運用專業(yè)知識分析和解決交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃實際問題。

由于本課程開設(shè)于經(jīng)濟管理學(xué)院，注重工程和經(jīng)濟管理的學(xué)科交叉，以及創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，強調(diào)數(shù)理、行業(yè)接軌和學(xué)科前沿的特色與優(yōu)勢。本課程作為工程管理專業(yè)的必修課，同時面向全院各專業(yè)學(xué)生開放，強調(diào)運用數(shù)理方法理解真實世界中的交通經(jīng)濟問題和系統(tǒng)運行機制，注重工程和經(jīng)濟管理的學(xué)科交叉，以及培養(yǎng)學(xué)生交通網(wǎng)絡(luò)問題的分析和規(guī)劃能力及創(chuàng)新思維能力。通過統(tǒng)計學(xué)和數(shù)學(xué)優(yōu)化工具對實際交通問題開展調(diào)研及建模學(xué)習(xí)，提高學(xué)生運用經(jīng)濟學(xué)和工程學(xué)知識的能力，以及對交通模型進行量化分析的能力。

二、研究型教學(xué)改革內(nèi)容

本課題擬在不增加“交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃”課程總課時的前提下，對課程進行研究型教學(xué)改革和探索?！敖煌ňW(wǎng)絡(luò)規(guī)劃”課堂教學(xué)，以經(jīng)典的交通規(guī)劃理論為基礎(chǔ)，在各部分教學(xué)中穿插智能交通、共享經(jīng)濟、新型城鎮(zhèn)化發(fā)展等行業(yè)案例和學(xué)術(shù)成果，用基礎(chǔ)理論理解交通工程和交通經(jīng)濟學(xué)的前沿進展及熱點問題，樹立交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的新理念和新思想。課程教學(xué)體現(xiàn)了動態(tài)性和面向?qū)W科的前沿性。在智慧城市和數(shù)字經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下，交通運輸管理專業(yè)領(lǐng)域出現(xiàn)了很多亟須多學(xué)科交叉分析的新問題。課程每一輪次的教學(xué)都根據(jù)科技發(fā)展的最新成果和需求更新案例及文獻資料。課程開展的研究型教學(xué)改革主要包括以下三個方面。

（一）前沿文獻分享和小組討論

相較于傳統(tǒng)的文獻閱讀環(huán)節(jié)，本課程在改革過程中更強調(diào)調(diào)動學(xué)生的主動性與積極性，增強學(xué)生分析問題、解決問題的能力和研究型學(xué)習(xí)的思想意識，充分結(jié)合科研優(yōu)勢，將課題組學(xué)術(shù)研究、科技發(fā)展前沿成果引入課程，通過課外實踐報告匯報與組間互評等教學(xué)方法的創(chuàng)新，使學(xué)生跳出應(yīng)試型學(xué)習(xí)的圈子，進行個性化與探究式學(xué)習(xí)。

課程安排學(xué)生3～5人自由組隊，在任課教師的指導(dǎo)下，結(jié)合交通行業(yè)熱點與前沿，以課程某一教學(xué)模塊或某一重點知識為切入點，提出新的交通管理問題，將問題和思考帶入課堂。由學(xué)生就問題自主查閱相關(guān)參考文獻，依據(jù)所學(xué)知識分析研究課題并總結(jié)自己的觀點，最后以小組為單位進行演講展示與組間點評。課題式的學(xué)習(xí)為學(xué)生進行探究式和個性化學(xué)習(xí)提供了途徑，加強對其自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。學(xué)生思考、討論、發(fā)言，調(diào)動積極性，使其大膽提出自己的主張與見解，打破課堂沉默。比如，在講授經(jīng)典用戶均衡理論時，讓學(xué)生結(jié)合新興的自動駕駛技術(shù)和共享乘車模式開展討論，總結(jié)新技術(shù)對出行人行為的影響，以及如何影響用戶均衡。在此過程中，學(xué)生需要深刻理解和準(zhǔn)確算出行人的出行成本和決策目標(biāo)。在講授交通調(diào)查時，除了講授傳統(tǒng)交通調(diào)查和數(shù)據(jù)收集方法外，讓學(xué)生結(jié)合交通大數(shù)據(jù)和智能網(wǎng)聯(lián)新技術(shù)總結(jié)新的數(shù)據(jù)來源，對教材知識進行拓展，通過文獻和案例學(xué)習(xí)，了解公交IC卡數(shù)據(jù)、汽車GPS數(shù)據(jù)、手機移動終端數(shù)據(jù)、交通視頻數(shù)據(jù)等各類數(shù)據(jù)在城市交通系統(tǒng)狀態(tài)、理解城市交通運行機理、預(yù)測城市交通狀態(tài)變化等方面的應(yīng)用。在上述過程中，學(xué)生需要由問題出發(fā)，甄選出具有代表性的相關(guān)文獻，分組進行演講展示并進一步展開討論，教師在討論中主要負(fù)責(zé)澄清相關(guān)概念，啟發(fā)課堂討論，應(yīng)用所學(xué)內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生進行深度思考，同時培養(yǎng)學(xué)生的語言組織和表達能力。課后階段，授課教師負(fù)責(zé)整理學(xué)生收集的資料，并加以總結(jié)和補充，反饋給學(xué)生。通過拓展閱讀和討論，學(xué)生能夠更快地了解行業(yè)熱點和學(xué)科前沿，在一定程度上解決了教材的滯后性問題。

（二）設(shè)計實踐環(huán)節(jié)

在課堂講授的同時，課程以學(xué)生熟悉的校園和周邊道路為對象開展交通調(diào)研等實踐活動，引導(dǎo)學(xué)生進行個性化與探究式學(xué)習(xí)，做到對知識的活學(xué)活用。以交通調(diào)查模塊的實踐學(xué)習(xí)為例，課程以學(xué)校附近的主干道和交叉口為觀測地，安排學(xué)生3～5人自由組隊，在任課教師的指導(dǎo)下觀測早高峰時段的實際交通量、車速和延誤情況，并完成調(diào)研報告，幫助學(xué)生更為感性地認(rèn)識交通調(diào)查情況，在實踐中學(xué)習(xí)并掌握交通調(diào)查的基本內(nèi)容、方法和技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的實踐和組織能力。觀測路段的主路寬約42米，雙向6車道，兩側(cè)各有輔路寬約10米，學(xué)生通過多點拍攝、連續(xù)錄像來采集數(shù)據(jù)，嘗試運用多種統(tǒng)計方法分析早高峰的交通流量、車速、密度，繪制道路斷面圖，并分析交通流量的時間和空間分布規(guī)律，結(jié)合輸入輸出法，分析交通延誤的原因，對道路交通流運行效率進行評價。針對交叉口的調(diào)研，學(xué)生在數(shù)據(jù)收集的基礎(chǔ)上，繪制交叉口流量分布圖，并分析交叉口延誤的原因。此外，調(diào)查的內(nèi)容還包括交叉口的交通信號控制，學(xué)生通過實地調(diào)研交叉口的信號配時、相位、相位方案的設(shè)計，加深對交叉口信號配時設(shè)計步驟的理解，以及運用課堂所學(xué)內(nèi)容來評價所觀察的交叉口信號配時服務(wù)水平。在調(diào)研的基礎(chǔ)上，鼓勵學(xué)生完成課外實踐報告。學(xué)生在實踐報告的撰寫過程中，能夠進一步鍛煉邏輯表達和寫作能力。

（三）考核

本課程以往的考核方式由課堂出勤和期末考試兩部分組成，其中，期末考試成績占80%，考試內(nèi)容側(cè)重于對基本知識點的理解和應(yīng)用。學(xué)生往往會在考前突擊復(fù)習(xí)，但平時的學(xué)習(xí)壓力較小，積極性不高。經(jīng)過教學(xué)改革，課程考核增加了平時成績的權(quán)重，建立了多層次、有難度的考核體系，主要由課堂出勤、課堂討論、小組互評、隨堂練習(xí)與測驗、實踐報告、期末閉卷考試等組成。其中，小組合作完成的實踐報告由學(xué)生自主標(biāo)注每位成員的具體貢獻，給予學(xué)生充分的自由，同時鍛煉了學(xué)生的團隊合作能力。運用上述考核方式對學(xué)生進行綜合考核，使任課教師能動態(tài)、全面地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)進程。將課程考核擴展到整個學(xué)習(xí)周期，避免學(xué)生過度依賴考前突擊的低效學(xué)習(xí)方式。

三、實際應(yīng)用效果

以“交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃”本科課程授課情況為例，在完成授課任務(wù)后，通過問卷調(diào)查，了解了上述教學(xué)改革內(nèi)容的實施效果，共回收有效問卷60份。問卷內(nèi)容涉及教學(xué)現(xiàn)狀，以及研究型教學(xué)的實質(zhì)存在形式和進展，主要收集了當(dāng)前教學(xué)中存在的問題，探究學(xué)生對研究型教學(xué)的感受，搜集提升本科生研究能力的建議。本文將從教學(xué)效果、研究型教學(xué)活動的參與情況、師生互動交流方式和針對提升本科生研究能力的建議等四個方面具體闡述調(diào)查結(jié)果。

針對具體教學(xué)效果評價的調(diào)查（見表1）顯示：整體教學(xué)情況良好，有53%的學(xué)生表示“內(nèi)容充實、難度適中”（選擇了“非常認(rèn)同”），有61%的學(xué)生表示“互動交流好”（選擇了“非常認(rèn)同”和“認(rèn)同”）。大多數(shù)學(xué)生表示研究型的教學(xué)方式對了解本專業(yè)和學(xué)科前沿知識有明顯幫助，而對“學(xué)生主動提問”的評價不甚滿意，有待提高。

表1 教學(xué)效果評價

在研究型教學(xué)的相關(guān)活動中，有超過90%的學(xué)生參與了科技競賽，有70%的學(xué)生不同程度地參與了科研，有66.7%的學(xué)生對于“案例教學(xué)”選擇了“非常認(rèn)同”和“認(rèn)同”。相對而言，社會實踐和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目在學(xué)生的反饋中認(rèn)可度不高，仍是本科教學(xué)的短板。具體的選擇分布情況如表2所示。

表2 參與研究型教學(xué)活動的評價

在師生互動交流方式上，目前主要通過面對面交流和微信兩種方式開展，如圖1所示。通過訪談，學(xué)生反饋面對面交流的方式效果更好，能獲得更有針對性的指導(dǎo)，但往往受時間和地點的限制，靈活度不高；而微信則有很高的靈活性，學(xué)生接受度較高，可以作為很好的補充方式。作為本科生，自身的專業(yè)基礎(chǔ)相對薄弱，應(yīng)該盡可能地與任課教師進行交流，以加深對學(xué)科和課程的理解，拓寬學(xué)術(shù)視野。

圖1 師生互動方式

針對提升本科生研究能力的建議，有半數(shù)以上的學(xué)生選擇了“將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容”“鼓勵引導(dǎo)學(xué)生參與社會實踐”“向本科生開放實驗室”和“知名學(xué)者、教授給本科生授課”，如圖2所示。引導(dǎo)學(xué)生參與社會實踐仍然是學(xué)生群體的主要訴求，案例教學(xué)是對實踐的有益補充，在課堂教學(xué)中應(yīng)酌情融入相關(guān)科研成果，進一步為本科生開放學(xué)術(shù)講座和學(xué)術(shù)交流活動，為本科生接觸科研前沿、參與科研提供平臺和機會，在科研活動中加深學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解和拓展，促進學(xué)生創(chuàng)新思維和實踐能力的培養(yǎng)。

圖2 提升本科生科研能力的建議

結(jié)語

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一個漫長的過程，需要教育者關(guān)注教學(xué)過程的各個環(huán)節(jié)，全面發(fā)掘本科生的創(chuàng)新能力。由于本科生的專業(yè)知識不完備，缺乏系統(tǒng)的科研訓(xùn)練，所以在本科教學(xué)中推動研究型教學(xué)對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)尤為重要。本研究以“交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃”課程為例，在教學(xué)內(nèi)容和模式上進行了研究型教學(xué)的探索。與傳統(tǒng)單一的教學(xué)方法相比，研究型教學(xué)在很大程度上提高了學(xué)生的主動性與積極性，增強了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。本文通過問卷調(diào)研，分析了學(xué)生的創(chuàng)新能力和整體教學(xué)改革效果，通過學(xué)生的反饋，更好地理解了學(xué)生創(chuàng)新能力提升的具體路徑，以及學(xué)生對師生交流和科研活動的具體訴求。